廚房有哪些物理知識(shí)
廚房有哪些物理知識(shí)
我們認(rèn)真觀察廚房里燃料、炊具,做飯、做菜等全部過程,回憶廚房中發(fā)生的一系列變化,會(huì)看到有關(guān)的物理現(xiàn)象。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于廚房里的物理知識(shí)的內(nèi)容,希望大家喜歡!
廚房里的物理知識(shí)
一、與電學(xué)知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象
1、電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺?zé)_水是利用電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,都是利用熱傳遞煮飯、煮菜、燒開水的。
2、排氣扇(抽油煙機(jī))利用電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,利用空氣對(duì)流進(jìn)行空氣變換。
3、電飯煲、電炒鍋、電水壺的三腳插頭,插入三孔插座,防止用電器漏電和觸電事故的發(fā)生。
4、微波爐加熱均勻,熱效率高,衛(wèi)生無污染。加熱原理是利用電能轉(zhuǎn)化為電磁能,再將電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
5、廚房中的電燈,利用電流的熱效應(yīng)工作,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。
6、廚房的爐灶(蜂窩煤灶,液化氣灶,煤灶,柴灶)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即燃料燃燒放出熱量。
二、與力學(xué)知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象
1、電水壺的壺嘴與壺肚構(gòu)成連通器,水面總是相平的。
2、菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積,增大壓強(qiáng)。
3、菜刀的刀刃有油,為的是在切菜時(shí),使接觸面光滑,減小摩擦。
4、菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋,使接觸面粗糙,增大摩擦。
5、火鏟送煤時(shí),是利用煤的慣性將煤送入火爐。
6、往保溫瓶里倒開水,根據(jù)聲音知水量高低。由于水量增多,空氣柱的長度減小,振動(dòng)頻率增大,音調(diào)升高。
7、磨菜刀時(shí)要不斷澆水,是因?yàn)椴说杜c石頭摩擦做功產(chǎn)生熱使刀的內(nèi)能增加,溫度升高,刀口硬度變小,刀口不利;澆水是利用熱傳遞使菜刀內(nèi)能減小,溫度降低,不會(huì)升至過高。
三、與熱學(xué)知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象
(一)與熱學(xué)中的熱膨脹和熱傳遞有關(guān)的現(xiàn)象
1、使用爐灶燒水或炒菜,要使鍋底放在火苗的外焰,不要讓鍋底壓住火頭,可使鍋的溫度升高快,是因?yàn)榛鹈绲耐庋鏈囟雀摺?/p>
2、鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料制成,是因?yàn)槟玖鲜菬岬牟涣紝?dǎo)體,以便在烹任過程中不燙手。
3、爐灶上方安裝排風(fēng)扇,是為了加快空氣對(duì)流,使廚房油煙及時(shí)排出去,避免污染空間。
4、滾燙的砂鍋放在濕地上易破裂。這是因?yàn)樯板伿菬岬牟涣紝?dǎo)體,燙砂鍋放在濕地上時(shí),砂鍋外壁迅速放熱收縮而內(nèi)壁溫度降低慢,砂鍋內(nèi)外收縮不均勻,故易破裂。
5、往保溫瓶灌開水時(shí),不灌滿能更好地保溫。因?yàn)槲垂酀M時(shí),瓶口有一層空氣,是熱的不良導(dǎo)體,能更好地防止熱量散失。
6、炒菜主要是利用熱傳導(dǎo)方式傳熱,煮飯、燒水等主要是利用對(duì)流方式傳熱的。
7、冬季從保溫瓶里倒出一些開水,蓋緊瓶塞時(shí),常會(huì)看到瓶塞馬上跳一下。這是因?yàn)殡S著開水倒出,進(jìn)入一些冷空氣,瓶塞塞緊后,進(jìn)入的冷空氣受熱很快膨脹,壓強(qiáng)增大,從而推開瓶塞。
8、冬季剛出鍋的熱湯,看到湯面沒有熱氣,好像湯不燙,但喝起來卻很燙,是因?yàn)闇嫔嫌幸粚佑妥璧K了湯內(nèi)熱量散失(水分蒸發(fā))。
9、冬天或氣溫很低時(shí),往玻璃杯中倒入沸水,應(yīng)當(dāng)先用少量的沸水預(yù)熱一下杯子,以防止玻璃杯內(nèi)外溫差過大,內(nèi)壁熱膨脹受到外壁阻礙產(chǎn)生力,致使杯破裂。
10、煮熟后滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會(huì)兒,容易剝殼。因?yàn)闈L燙的雞蛋殼與蛋白遇冷會(huì)收縮,但它們收縮的程度不一樣,從而使兩者脫離。
(二)與物體狀態(tài)變化有關(guān)的現(xiàn)象
1、液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的;使用時(shí),通過減壓閥,液化氣的壓強(qiáng)降低,由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),進(jìn)入灶中燃燒。
2、用焊錫的鐵壺?zé)?,壺?zé)粔?,若不裝水,把它放在火上一會(huì)兒就燒壞了。這是因?yàn)樗姆悬c(diǎn)在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是100℃,錫的熔點(diǎn)是232℃,裝水燒時(shí),只要水不干,壺的溫度不會(huì)明顯超過100℃,達(dá)不到錫的熔點(diǎn),更達(dá)不到鐵的熔點(diǎn),故壺?zé)粔摹H舨谎b水在火上燒,不一會(huì)兒壺的溫度就會(huì)達(dá)到錫的熔點(diǎn),焊錫熔化,壺就燒壞了。
3、燒水或煮食物時(shí),噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴(yán)重。因?yàn)樗魵庾兂赏瑴囟鹊臒崴?、熱湯時(shí)要放出大量的熱量(液化熱)。
4、用砂鍋煮食物,食物煮好后,讓砂鍋離開火爐,食物將在鍋內(nèi)繼續(xù)沸騰一會(huì)兒。這是因?yàn)樯板侂x開火爐時(shí),砂鍋底的溫度高于100℃,而鍋內(nèi)食物為100℃,離開火爐后,鍋內(nèi)食物能從鍋底吸收熱量,繼續(xù)沸騰,直到鍋底的溫度降為100℃為止。
5、用高壓鍋煮食物熟得快些。主要是增大了鍋內(nèi)氣壓,提高了水的沸點(diǎn),即提高了煮食物的溫度。
6、夏天自來水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。自來水管“出汗”并不是管內(nèi)的水滲漏,而是自來水管大都埋在地下,水的溫度較低,空氣中的水蒸氣接觸水管,就會(huì)放出熱量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”,說明空氣中水蒸氣含量較高,濕度較大,這正是下雨的前兆。
7、煮食物并不是火越旺越快。因?yàn)樗序v后溫度不變,即使再加大火力,也不能提高水溫,結(jié)果只能加快水的汽化,使鍋內(nèi)水蒸發(fā)變干,浪費(fèi)燃料。正確方法是用大火把鍋內(nèi)水燒開后,用小火保持水沸騰就行了。
8、冬天水壺里的水燒開后,在離壺嘴一定距離才能看見“白氣”,而緊靠壺嘴的地方看不見“白氣”。這是因?yàn)榫o靠壺嘴的地方溫度高,壺嘴出來的水蒸氣不能液化,而距壺嘴一定距離的地方溫度低;壺嘴出來的水蒸氣放熱液化成小水滴,即“白氣”。
9、油炸食物時(shí),濺入水滴會(huì)聽到“叭、叭”的響聲,并濺出油來。這是因?yàn)樗姆悬c(diǎn)比油低,水的密度比油大,濺到油中的水滴沉到油底迅速升溫沸騰,產(chǎn)生的氣泡上升到油面破裂而發(fā)出響聲。
10、當(dāng)鍋燒得溫度較高時(shí),灑點(diǎn)水在鍋內(nèi),就發(fā)出“吱、吱”的聲音,并冒出大量的“白氣”。這是因?yàn)樗妊杆倨笥忠夯?,并發(fā)出“吱、吱”的響聲。
11、當(dāng)湯煮沸要溢出鍋時(shí),迅速向鍋內(nèi)加冷水或揚(yáng)(舀)起湯,可使湯的溫度降至沸點(diǎn)以下。加冷水,冷水溫度低于沸騰的湯的溫度,混合后,冷水吸熱,湯放熱。把湯揚(yáng)起的過程中,由于空氣比湯溫度低,湯放出熱,溫度降低,倒入鍋內(nèi)后,它又從沸湯中吸熱,使鍋中湯溫度降低。
(三)與熱學(xué)中的分子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的現(xiàn)象
1、腌菜往往要半月才會(huì)變咸,而炒菜時(shí)加鹽幾分鐘就變咸了,這是因?yàn)闇囟仍礁?,鹽的離子運(yùn)動(dòng)越快的緣故。
2、長期堆煤的墻角處,若用小刀從墻上刮去一薄層,可看見里面呈黑色,這是因?yàn)榉肿佑啦煌O⒌刈鰺o規(guī)則的運(yùn)動(dòng),在長期堆煤的墻角處,由于煤分子擴(kuò)散到墻內(nèi),所以刮去一層,仍可看到里面呈黑色。
我們?cè)谌粘I睢⑸a(chǎn)中只要細(xì)心觀察身邊的物理現(xiàn)象,聯(lián)系到我們學(xué)過的物理知識(shí),去分析和解釋這些現(xiàn)象,就能夠提高觀察、分析及解決物理問題的能力。
我們?cè)趶N房里,若留心看一下其中的爐灶、器皿以及做飯、炒菜中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象,定會(huì)發(fā)現(xiàn)很多處要用到物理知識(shí)。
一、熱涼粥或冷飯時(shí),鍋內(nèi)發(fā)出”撲嘟、撲嘟”的聲音,并不斷冒出氣泡來,但一嘗,粥或飯并不熱,這是為什么?
把涼粥或飯燒熱與燒開水是不一樣的。雖然水是熱的不良身體,對(duì)熱的傳導(dǎo)速度很慢,但水具有很好的流動(dòng)性。當(dāng)鍋底的水受熱時(shí),它就要膨脹,密度減小就上浮,周圍的涼水就流過來填補(bǔ),通過這種對(duì)流,就把鍋底的熱不斷地傳遞到水的各部分而使水變熱。而涼粥或飯,既流動(dòng)性差又不易傳導(dǎo)熱。所以,當(dāng)鍋底的粥或飯吸熱后,溫度就很快上升,但卻不能很快地向上或四周流動(dòng),大量的熱就集中在鍋底而將鍋底的粥燒焦。因熱很難傳到粥的上面,所以上面的粥依然是涼的。加熱涼粥或飯時(shí),要在鍋里多加一些水,使粥變稀,增強(qiáng)它的流動(dòng)性。此外,還要勤攪拌,強(qiáng)制進(jìn)行對(duì)流,這樣可將粥進(jìn)行均勻加熱。
二、用砂鍋煮肉或燒湯時(shí),當(dāng)湯水沸騰后從爐子上拿下來,則湯水仍會(huì)繼續(xù)沸騰一段時(shí)間,而鐵、鋁鍋卻沒這種現(xiàn)象,這是為什么?
因?yàn)樯板伿翘胀翢瞥傻?,而非金屬的比熱比金屬大得多,傳熱能力比金屬差得多。?dāng)砂鍋在爐子上加熱時(shí),鍋外層的溫度大大超過100℃,內(nèi)層溫度略高于100℃。此時(shí),鍋吸收了很多熱量,儲(chǔ)存了很多熱能。將砂鍋從爐子上拿下來后,遠(yuǎn)高于100℃的鍋的外層就繼續(xù)向內(nèi)層傳遞熱量,使鍋內(nèi)的湯水仍達(dá)到100℃而能繼續(xù)沸騰一段時(shí)間,鐵、鋁鍋就不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象(其原因請(qǐng)同學(xué)們自己分析)。
三、炒肉中的“見面熟”。逢年過節(jié),人們總要炒上幾個(gè)肉菜,那么怎樣爆炒肉片呢?
若將肉片直接放入熱油鍋里去爆炒,則瘦肉纖維中所含的水分就要急劇蒸發(fā),致使肉片變得干硬,甚至于會(huì)將肉炒焦炒糊,大大失去鮮味。為把肉片爆炒得好吃,師傅們往往預(yù)先將肉片拌入適量的淀粉,則肉片放到熱油鍋里后,附著在肉片外的淀粉糊中的水分蒸發(fā),而肉片里的水分難以蒸發(fā),仍保持了原來肉的鮮嫩,還減少了營養(yǎng)的損失,肉又熟得快即“見面熟”。用這種方法炒的肉片,既鮮嫩味美,又營養(yǎng)豐富。
四、凍肉解凍用什么方法最好?從冰箱里取出凍肉、凍雞,如何將其解凍呢? 用接近0℃的冷水最好。因?yàn)閮鋈鉁囟仁窃?℃以下,若放在熱水里解凍,凍肉從熱水中吸收熱量,其外層迅速解凍而使溫度很快升到0℃以上,此的肉層之間便有了空隙,傳遞熱的本領(lǐng)也就下降,使內(nèi)部的凍肉不易再吸熱解凍而形成硬核。若將凍肉放在冷水中,則因凍肉、凍雞吸熱而使冷水溫度很快降到0℃且部分水還會(huì)結(jié)冰。因1克水結(jié)成冰可放出80卡熱量(而1克水降低1℃只放出1卡熱量),放出的如此之多的熱量被凍肉吸收后,使肉外層的溫度較快升高,而內(nèi)層又容易吸收熱量,這樣,整塊肉的溫度也就較快升到0℃。如此反復(fù)幾次,凍肉就可解凍。從營養(yǎng)角度分析,這種均勻緩慢升溫的方法也是科學(xué)的。
廚房中暗藏物理學(xué)
打翻的牛奶與II型超新星
如果不小心在廚房里打翻剛剛打開的瓶裝牛奶或果汁,一般人只會(huì)覺得有些懊惱。而對(duì)于澳洲昆士蘭科技大學(xué)物理專業(yè)高級(jí)講師史蒂芬·休斯來說,他由打翻的液體瞬間聯(lián)想到的,是和II型超新星爆炸有關(guān)的物理學(xué)——當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星接近演化末期時(shí)產(chǎn)生劇烈的爆炸,就產(chǎn)生了II型超新星。
爆炸由恒星中心的鐵核突然塌縮而引發(fā),星體的其余部分隨之向反彈的鐵核猛烈撞擊,形成一股自內(nèi)而外的沖擊波。當(dāng)沖擊波到達(dá)表層時(shí)沒有可以再?zèng)_擊的物質(zhì),星體的外層就向太空猛烈噴出。
在廚房,飲料掉落后瓶子底部受到擠壓并沖擊液體,也形成了一股沖擊波。當(dāng)沖擊波到達(dá)瓶口時(shí)沒有可以再?zèng)_擊的液體,液體也就隨之濺出。
烤箱里的小宇宙
廚房里的烘焙過程也有類似宇宙演變的現(xiàn)象。天體物理學(xué)家經(jīng)常用“葡萄干面包”比喻宇宙擴(kuò)張——做面包的面團(tuán)相當(dāng)于宇宙,葡萄干就好比星系。
想象一下烤箱正開著,自己坐在面團(tuán)中央的一顆葡萄干上,當(dāng)面團(tuán)膨脹時(shí),你可以看到周圍其他的葡萄干在向遠(yuǎn)處移動(dòng)。同樣,在宇宙中,從銀河系觀察,幾乎每一個(gè)星系都在向遠(yuǎn)處移動(dòng)。發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的是發(fā)現(xiàn)“哈勃定律”的美國天文學(xué)家埃德溫·哈勃。
玻璃杯中的日落
孩子們經(jīng)常會(huì)問:“為什么天空是藍(lán)色的?”很多父母都不知怎樣回答,其實(shí)可以在廚房里做個(gè)簡(jiǎn)單的小演示。
裝一玻璃杯的水(最好杯子側(cè)壁是直的),在水中滴入一滴牛奶并攪拌一下。用一個(gè)LED手電筒向水里照射,就會(huì)看到光束末端是黃色的。如果看不到光線,那就需要把加了牛奶的水稀釋一下。光束末端之所以是黃色的,是因?yàn)樗{(lán)光被分離,就是通常所說的散射。如果晚上做實(shí)驗(yàn),把廚房里的燈都關(guān)掉,從側(cè)面觀察這杯水,就會(huì)看到淡淡的藍(lán)光,那就是被牛奶散射的光。
現(xiàn)實(shí)中,大氣層里的空氣分子反射陽光中的藍(lán)光,人的肉眼從各個(gè)方向接收到藍(lán)光,因此看到的天空就是藍(lán)色的。
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